粗苯精制工藝簡介課件

苯精制工藝簡介

---------張劍飛苯精制工藝簡介1第一節(jié)粗苯精制的主要產(chǎn)品及加工方法1、粗苯的組成粗苯是焦?fàn)t煤氣凈化過程中，用洗油洗滌煤氣而回收的產(chǎn)品。粗苯是黃色透明液體，不溶于水，20℃時的密度不大于0.9g/ml，其主要成分是苯及其同系物。組成：粗苯的主要組分有苯、甲苯、二甲苯、三甲苯等芳烴。此外還包括不飽和化合物、含硫化合物、脂肪烴、萘、酚類和吡啶類化合物。第一節(jié)粗苯精制的主要產(chǎn)品及加工方法1、粗苯的組成21.1、粗苯的主要組分含量

粗苯主要組分含量（質(zhì)量％）

組分含量組分含量

苯55－80古馬隆0.6－1.0

甲苯12～22茚1.5－2.5

二甲苯2～6硫化氫0.1～0.2

三甲苯2～6二硫化碳0.3～1.5

乙基苯0.5～1噻吩0.2～1.0

丙基苯0.03～0.05甲基噻吩0.1～0.2

乙基甲苯0.08～0.1吡啶及其同系物0.1～0.5

戊烯0.5～0.8苯酚及其同系物0.1～0.6

環(huán)戊二烯0.5～1.0萘0.5～2.0C6～C8直鏈0.6脂肪烴0.5～1.0

丙乙烯0.5～1.0

1.1、粗苯的主要組分含量32、粗苯精制的目的

粗苯加氫的目的是除去其中的含硫、氮和氧雜質(zhì)并生成相應(yīng)的碳?xì)浠衔锖土蚧瘹?、氨和水。而其中的不飽和烴加氫后則生成飽和烴，從而達到凈化的目的。用物理和化學(xué)的方法將粗苯加工成苯、甲苯、二甲苯等產(chǎn)品，因為這些產(chǎn)品都是寶貴的化工原料。2、粗苯精制的目的粗苯加氫的目的是除去其中的含硫、氮和43、粗苯精制的方法

粗苯的主要成分苯、甲苯、二甲苯等由于相鄰的二組分之間的沸點溫度相差較大，可用精餾方法進行分離。而某些不飽和化合物及硫化物的沸點與苯類產(chǎn)品之間的沸點溫度相差很小，不能用精餾的方法把它們分離，要用化學(xué)的方法分離。按除去不飽和物和硫化物的方式不同，粗苯精制的方法主要有酸洗法和加氫法。酸洗法能耗高，污染大已經(jīng)不再使用，國內(nèi)仍有這套生產(chǎn)工藝。加氫法應(yīng)用廣泛，其中已工業(yè)化的粗苯加氫工藝有萊托(Litol)法、萃取蒸餾低溫加氫(K.K)法和溶劑萃取低溫加氫法，第一種為高溫加氫，后兩種為低溫加氫。

3、粗苯精制的方法

粗苯的主要成分苯、甲苯、二甲苯等53.1加氫法和酸洗法相比，解決了酸洗法存在的問題，展現(xiàn)出引人注目的優(yōu)點：

1、產(chǎn)品質(zhì)量高：產(chǎn)品質(zhì)量高是加氫法的突出優(yōu)點，尤其是含硫低。

2、產(chǎn)品收率高：粗苯在加氫過程中的損失小，因壓力高幾乎沒有揮發(fā)損失，只有少量的系統(tǒng)外排氣帶出的少量損失，加氫法比酸洗法的收率提高8--10%。

3、三廢少：加氫法沒有外排的廢渣、廢液、廢氣，只排少量的易處理的廢水。4、經(jīng)濟效益好：加氫法產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)價高：增產(chǎn)的非芳烴可以作為燃料銷售；三苯收率增加8--10%，其收入可觀3.1加氫法和酸洗法相比，解決了酸洗法存在的問題，展現(xiàn)出引人64、加氫方法三種工藝比較4.1萊托(Litol)法

萊托法是上海寶鋼于上世紀(jì)80年代由國外引進的第一套高溫粗苯加氫工藝，也是目前國內(nèi)唯一的焦化粗苯高溫加氫工藝。高溫加氫的溫度為600-650℃，使用Cr2O3---Al2O3系催化劑。制氫系統(tǒng)將反應(yīng)系統(tǒng)生成的H2和低分子烴混合循環(huán)氣體通過單乙醇胺(MEA)法脫除硫化氫。利用一氧化碳變換系統(tǒng)制取純度99.9%的氫氣。不需要外來焦?fàn)t煤氣制氫。

萊托法只生產(chǎn)純苯，純苯對原料中苯的收率可達110%以上，這是由于原料中的甲苯、二甲苯加氫脫烷基轉(zhuǎn)化成苯造成的，總精制率91.5%，偏低。原因是大部分苯環(huán)上烷基被作為制氫原料，導(dǎo)致加氫油有所減少4、加氫方法三種工藝比較4.1萊托(Litol)法74.2萃取蒸餾低溫加氫法(K.K法)

萃取蒸餾低溫加氫法是石家莊焦化廠于20世紀(jì)90年代由國外引進的第一套粗苯低溫加氫工藝，并在國內(nèi)得到推廣應(yīng)用中溫加氫的溫度為350-380℃，使用CoO(氧化鈷)-MoO2(二氧化鉬）-Fe2O3系催化劑。制氫系統(tǒng)與萊托法不同，是以焦?fàn)t煤氣為原料，采用變壓吸附原理把焦?fàn)t煤氣中的氫分離出來，制取純度達99.9%的氫氣萃取蒸餾低溫加氫法可生產(chǎn)苯、甲苯、二甲苯4.2萃取蒸餾低溫加氫法(K.K法)萃取蒸餾低溫加氫法是石84.3溶劑萃取低溫加氫法

溶劑萃取低溫加氫法在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用，大量被應(yīng)用于以石油高溫裂解汽油為原料的加氫過程，目前在焦化粗苯加氫過程中也得到應(yīng)用制氫系統(tǒng)與K.K法一致，可生產(chǎn)3種苯產(chǎn)品

4.3溶劑萃取低溫加氫法溶劑萃取低溫加氫法在國內(nèi)外得到廣泛94.4三種加氫方法比較萊托法粗苯加氫工藝的加氫反應(yīng)溫度、壓力較高，又存在氫腐蝕，對設(shè)備的制造材質(zhì)、工藝、結(jié)構(gòu)要求較高，設(shè)備制造難度較大，只能生產(chǎn)一種苯，制氫工藝較復(fù)雜，采用轉(zhuǎn)化法，以循環(huán)氣為原料制氫，總精制率較低，但萊托法占地面積小。由于萊托法與低溫加氫工藝相比較，有很多不足，在國內(nèi)除寶鋼投產(chǎn)一套萊托法高溫加氫裝置外，其他企業(yè)粗苯加氫都采用低溫加氫工藝。萃取蒸餾低溫加氫方法和溶劑萃取低溫加氫方法，加氫反應(yīng)溫度、壓力較低，設(shè)備制造難度小，很多設(shè)備可國內(nèi)制造，可生產(chǎn)3種苯一苯、甲苯、二甲苯，生產(chǎn)操作容易。制氫工藝采用變壓吸附法，以焦?fàn)t煤氣為原料制氫，制氫工藝簡單，產(chǎn)品質(zhì)量好。兩種低溫加氫方法相比較，前者工藝簡單，可對粗苯直接加氫，萃取劑選擇的是N-甲酰嗎啉；后者工藝較復(fù)雜，粗苯先精餾分成輕苯和重苯，萃取劑選擇的是環(huán)丁砜采用液液萃取工藝，但產(chǎn)品質(zhì)量較高。裕隆化工選用的是萃取蒸餾低溫加氫方法(K.K法）4.4三種加氫方法比較萊托法粗苯加氫工藝的加氫反應(yīng)溫度、壓力10甲酰嗎啉萃取精餾法和環(huán)丁砜萃取法比較

序號方法主萃取劑適用原料輔助原料主產(chǎn)品質(zhì)量流程和投資操作費用和設(shè)備腐蝕風(fēng)險1甲酰嗎啉萃取精餾法甲酰嗎啉非芳烴含量低、苯含量高的芳烴提純無可滿足苯乙烯生產(chǎn)要求簡單/低低/無適用不合格萃取劑（如甲酸法生產(chǎn)產(chǎn)品）引起產(chǎn)品N含量超標(biāo)2環(huán)丁砜萃取法比較環(huán)丁砜非芳烴含量高的芳烴提純消泡劑、單乙醇胺等可滿足苯乙烯生產(chǎn)要求復(fù)雜/高高/有萃取劑分解引起產(chǎn)品總硫超標(biāo)甲酰嗎啉萃取精餾法和環(huán)丁砜萃取法比較

序號方法主萃取劑適用原115、粗苯精制三種產(chǎn)品的用途和理化性質(zhì)粗苯精制的主要產(chǎn)品為苯、甲苯、二甲苯苯精制車間幾種產(chǎn)品年產(chǎn)量，按每年8000小時操作1、年處理粗苯：50000t2、純苯產(chǎn)量：35080t3、硝化級甲苯產(chǎn)量：7070t4、混合二甲苯產(chǎn)量：2620t5、非芳烴產(chǎn)量：1760t6、重苯產(chǎn)量：3800t5、粗苯精制三種產(chǎn)品的用途和理化性質(zhì)粗苯精制的主要產(chǎn)品為苯、125.1

純苯

純苯是重要的化工原料，廣泛用作合成樹脂、合成纖維、合成橡膠、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥的原料，也是重要的有機溶劑。我國純苯的消費領(lǐng)域主要在化學(xué)工業(yè)，以苯為原料的化工產(chǎn)品主要有苯乙烯、苯酚、己內(nèi)酰胺、尼龍66鹽、氯化苯、硝基苯、烷基苯和順酐等。在煉油行業(yè)中用作提高汽油辛烷值的摻和劑。苯對人體的神經(jīng)、血液循環(huán)系統(tǒng)有毒害作用，因此在使用和生產(chǎn)苯的場所，應(yīng)注意防火、防爆、防中毒。5.1

純苯

135.2

甲苯

甲苯是一種無色有芳香味的液體，廣泛應(yīng)用于藥品、農(nóng)藥、樹脂等與大眾息息相關(guān)的行業(yè)中，國際上其主要用途是提高汽油辛烷值或用于生產(chǎn)苯以及二甲苯，而在我國其主要用途是化工合成和溶劑，可以制取炸藥或燃料、醫(yī)藥、香料、糖精等的中間體，用于生產(chǎn)尼龍其下游主要產(chǎn)品是硝基甲苯、苯甲酸、氯化芐、間甲酚、甲苯二異氰酸酯等，還可生產(chǎn)很多農(nóng)藥和醫(yī)藥中間體。另外，甲苯具有優(yōu)異的有機物溶解性能，是一種有廣泛用途的有機溶劑。甲苯對人體的血液循環(huán)系統(tǒng)、腎及肝臟、神經(jīng)等都有損害。因此在使用和生產(chǎn)甲苯的場所，應(yīng)注意防火、防爆、防中毒。

5.2

甲苯

甲苯是一種無色有芳香味的液體，廣泛應(yīng)用于145.3

二甲苯

二甲苯的主要衍生物為對二甲苯，鄰二甲苯等。工業(yè)二甲苯是橡膠和涂料工業(yè)的溶劑和添加劑混合二甲苯主要用作油漆涂料的溶劑和航空汽油添加劑，此外還用于燃料、農(nóng)藥等生產(chǎn)。對二甲苯主要生產(chǎn)PTA(對苯二甲酸））以及聚酯等。鄰二甲苯主要用于生產(chǎn)苯酐等。5.3

二甲苯

二甲苯的主要衍生物為對二甲苯，156、三種產(chǎn)品的物理化學(xué)性質(zhì)名稱苯甲苯二甲苯分子式C6H6CH3C6H5

CH3CH3C6H5外觀氣味無色透明易揮發(fā)液體有強烈芳香氣味。12ppm濃度時可檢測到油漆稀釋劑氣味無色透明液體，有類似苯的芳香氣味無色透明液體密度0.878-0.881g/cm30.865-0.868g/cm30.855-0.870g/cm3溶解性不溶于水，溶于醇、醚、丙酮等多數(shù)有機溶劑不溶于水，可混溶于苯、醇、醚等多數(shù)有機溶劑不溶于水，可混溶于乙醇、乙醚等多數(shù)有機溶劑熔點5.5℃-94.4℃-47.9℃沸點

80.1℃110.6℃135～145℃爆炸極限1.2-8%（體積比）1.5-8%（體積比）1.1-7%（體積比）6、三種產(chǎn)品的物理化學(xué)性質(zhì)名稱苯甲苯二甲苯分子式C16第二節(jié)苯加氫的原理1、原理輕苯加氫是為了將其中含硫雜質(zhì)生成相應(yīng)的碳?xì)浠衔锖土蚧瘹?，使含氮雜質(zhì)加氫生成氨和碳?xì)浠衔?，含氧雜質(zhì)生成碳?xì)浠衔锖退?，不飽和芳烴化合物通過加氫被飽和，在高溫條件下，還發(fā)生苯的同系物加氫脫烷基反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為苯及低分子烷烴，從而達到凈化的目的。第二節(jié)苯加氫的原理1、原理172、加氫及萃取蒸餾機理2.1加氫機理粗苯加氫的目的是除去其中的含硫、氮和氧雜質(zhì)并生成相應(yīng)的碳?xì)浠衔锖土蚧瘹?、氨和水。而其中的不飽和烴加氫后則生成飽和烴，從而達到凈化的目的。由于催化加氫過程中的反應(yīng)條件不同，為避免在一個反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)過于激烈而影響催化劑的活性與壽命，故在加氫精制部分設(shè)置了預(yù)反應(yīng)器和主反應(yīng)器。2.2預(yù)反應(yīng)器中的反應(yīng)在預(yù)反應(yīng)器中，乙烯、苯乙烯和二硫化碳等物質(zhì)發(fā)生聚合反應(yīng)。并在Ni-Mo催化劑和190-240℃溫度下加氫后被除去以避免在后續(xù)設(shè)備中發(fā)生聚合反應(yīng)2、加氫及萃取蒸餾機理2.1加氫機理182.3主反應(yīng)器中的反應(yīng)

在主反應(yīng)器中，經(jīng)預(yù)反應(yīng)器處理后的物料Co-Mo催化劑和320-370℃溫度下條件下發(fā)生加氫反應(yīng)。在此，烯烴加氫后生成相應(yīng)的飽和烴，噻吩等。硫化物、氧化物和氮化物加氫后轉(zhuǎn)化成烴類、硫化氫及氨。但應(yīng)盡量抑制芳烴的轉(zhuǎn)化反應(yīng)，以減少產(chǎn)品的損失.2.3主反應(yīng)器中的反應(yīng)在主反應(yīng)器中，經(jīng)預(yù)反應(yīng)器處理192.4發(fā)生的反應(yīng)式：1、加氫脫硫輕苯中的硫化物主要是二硫化碳、噻吩及其同系物CS2+4H2→CH4+2H2SC4H4S（噻吩）+4H2→C4H10+H2S2、加氫脫氮C5H5N(吡啶)+5H2→CH3(CH2)2CH3+NH32.4發(fā)生的反應(yīng)式：1、加氫脫硫203、加氫脫氧C6H5OH(甲苯)+H2→C6H6+H2O4、不飽和烴的加氫(苯乙烯)C6H5-CH=CH2+H2→C6H5-C2H55、飽和烴的加氫裂解C6H12+3H2=3C2H66、環(huán)烷烴的脫氫C6H12→C6H6+H2

7、加氫脫烷基C6H5-CH3+H2→C6H6+CH4

3、加氫脫氧212.5

萃取蒸餾機理

在萃取蒸餾中，當(dāng)原溶液中添加萃取劑后，萃取劑并不與任何組分形成恒沸物，但能改變原溶液各組分間的相對揮發(fā)度，且添加劑的沸點均比溶液中各組分的沸點高。加氫精制后所得的加氫油中，主要含芳烴和非芳烴，采用常規(guī)蒸餾不可能將非芳烴從芳烴中分離出來。只有在萃取蒸餾塔中加入萃取劑N-甲酰嗎啉后，可明顯改變各組分的蒸汽壓，從而達到芳烴與非芳烴分離的目的。也就是說，加入萃取劑后，可使非芳烴的沸點降低，從萃取蒸餾塔頂部分離出來，塔底即為芳烴與萃取劑的混合液體，再經(jīng)蒸餾可將芳烴和萃取劑分離，萃取劑循環(huán)使用。2.5萃取蒸餾機理

在萃取蒸餾中，當(dāng)原溶液中添加萃取劑后22第三節(jié)苯精制工藝流程簡介1、流程簡介：1.1、預(yù)精餾：原料粗苯先進入兩苯塔經(jīng)加熱蒸發(fā)，氣相輕苯作為下一步原料進入預(yù)蒸發(fā)器，重質(zhì)苯進入罐區(qū)外售。1.2、在Co-Mo催化劑的作用下，輕苯的不飽和組分如苯乙烯等在預(yù)加氫反應(yīng)器中發(fā)生加氫反應(yīng)，溫度為190-220℃；經(jīng)過預(yù)加氫的物流，經(jīng)過加熱爐加熱，升溫到290℃，進入主反應(yīng)器，在Ni-Mo催化劑的作用下，發(fā)生脫硫脫氮反應(yīng)，硫化物變?yōu)榱蚧瘹?，氮化物變?yōu)榘?，從而變的容易分離。第三節(jié)苯精制工藝流程簡介1、流程簡介：231.3、反應(yīng)后的物流經(jīng)過一系